Прикидки по системе полива газона

Прикидки примерные, так как делать систему полива буду на следующий год, в этом сделав лишь электронику и программирование.

Первоначально думал использовать стандартные выдвижные дождеватели, но у меня на участке огромное количество углов, а соответственно до половины дождевателей надо делать с радиусом полива от 25 до 180 градусов, и тут мне попалась такая штука как GARDENA AquaContour которая умеет поливать неровные участки, примерно как на картинке.

 

Стоит такое устройство около 200 евро, что не так уж и много, учитывая что заменяет она с десяток дождевателей, упрощает установку, гораздо меньше подводок и не надо перекапывать весь участок.

Идея просто великолепная, но в конкретном устройстве меня смутило несколько моментов.

Во-первых, солнечная батарея, которая на уровне земли неизбежно будет пачкаться, есть риск наступить на неё и раздавать (а если у Вас 2 черных терьера, то наступить и раздавить — гарантированно), а главное совершенно непонятно зачем она нужна, так как никаких проблем параллельно подводке воды положить кабель 220 лично я не вижу, а даже если очень хочется получить автономность, то куда дешевле и надежнее поставить в систему микротурбину-генератор.

Во-вторых, эта штука совершенно точно не учитывает направление и скорость ветра, соответственно какой контур она польёт, будучи настроена в штиль, при реальных 10 и более м/с, можно лишь догадываться, но скорее всего полито будет не то, что нужно, а газон останется сухим.

В-третьих, из тех мануалов что я нашел, она так же не смотрит за давлением в системе, а значит при падении давления участок полит будет лишь частично, а при росте давления будут залиты стены и дорожки, что конечно можно решить установкой помпы, но и помпа не дает гарантии равномерности давления.

В общем появилась мысль зимой заняться конструированием самодельного устройства.

Первый вопрос — питание. На алиэкспресс 400 рублей есть компактные микротурбины, работающие от 1.2 до 6 бар, на выходе выдающие 12 вольт до 10 ватт, что намного надежнее, дешевле и эффективнее чем солнечная батарея. Li-ion батарея, конденсаторы и диоды суммарно едва ли выйдут дороже 1000 рублей.

Второй вопрос —  регулировка давления. Для этого на том же али есть непосредственно регулятор, работающий от 0.2 до 8 бар за 700 рублей и цифровой датчик давления за 400 рублей. Программа, зная угол поворота поливной системы, считывая данные с датчика легко подкрутит в нужную сторону давление.

Третий вопрос — сервопривод, который будет вращать лейку, цена такового от 100 рублей.

Четвертый вопрос — мозги. В качестве мозгов есть шикарная штука Arduino, в варианте UNO есть платы со встроенным WiFi и памятью на 32Мб. Цена вопроса не многим более 500 рублей. Плата позволяет управлять всеми датчиками и исполнителями, описывая алгоритмы на С-подобном языке.

Пятый вопрос — опять питание. Если останавливаться на автономной системе с микротурбиной, то она у нас выдает от 0.5 до 0.8А в час, время полива не менее двух часов, соответственно аккумулятор нам нужен где-то на 3000ма и это наш запас, который нужен будет возможно на несколько дней, так как полив не каждый день намечается, а лишь при высыхании почвы, но об этом позже.

Один только модуль WiFi ждет до 220мА и меньше чем за сутки сожрет батарею так, что система не запустится. Но фильмы системе полива постоянно смотреть не нужно, так что этот вопрос решается запуском WiFi раз в 15 минут для получения задания, при этом цикл полива 360 градусов логично подгадать как раз на 15 минут.

Сама по себе плата Arduino UNO имеет спящий режим в котором при демонтированных ненужных светодиодах потребляет 0.3мА, а следовательно на одной батарейке 3000ма может проспать целый год. Чтобы система не заспалась потребуются часы реального времени, цена которых 100 рублей на том же али.

Программирование системы

После нажатия кнопки программирования система должна проснуться, включить модуль WiFi и перейти в режиме вебсервера где будет несколько кнопок, старт запускающий полив с 0 градуса, плюс и минус которыми программируется давление при заданном угле, и кнопка вперед, которая увеличивает угол на 1 градус, кстати шаг можно сделать и 0.1 градус, это к вопросу о странных 50 точках у Gardena. Там же придется сделать настройку даты и времени, а так же широты и долготы.

Провернув 360 градусов и на каждый выставив давление, машина будет знать как поливать любой, даже самый кривой участок.

Дата, время, долгота и широта, нужны, чтобы машина даже не думала о том, чтобы начать полив в дневное время, даже на болгарских широтах в сентябре можно и до 7 утра поливать, а в июне делать это не желательно. При этом с ноября по апрель системе вообще нет смысла просыпаться.

Получение приказа от метеостанции

Второй частью системы будет на том же Adruino метеостанция, задача которой измерять температуру, скорость ветра, влажность почты, и следить за изменением атмосферного давления, предсказывая дождь, перед которым поливать газон абсолютно не логично.

Если скорость ветра приемлемая для полива, влажность почвы требует такового, и дождя не намечается, погодный сервер выставляет маркер «поливай», который поливалка пытается в ночное время получать, раз в 15 минут просыпаясь, активируя WiFi и запрашивая команду от метеосистемы.

Поскольку поливаек на одном участке может быть несколько (в моем случае потребуется 3-4 штуки), а давление в водопроводе ограничено, то так же в функции метеостанции входит распределение полива по времени, при этом 15 минут поливать может одна, потом 15 минут вторая, и так по кругу, что как мне кажется намного лучше, чем постоянный полив при котором влага может не успеть уйти в почву даже при цикле 15 минут.

Цена вопроса

Комплектующие получаются немногим дороже 3000 рублей на одну поливайку, плюс корпус и различные крепления-соединения. В идеале конечно под руками иметь 3D-принтер для печати оптимального корпуса, лейки, шестеренок и других элементов, возможно к этому и приду, тем более, что крайне удобно иметь запчасти к системе в 3D файлах, которые можно распечатать в любой момент, благо цена на 3D принтеры упала до неприличия.

С управляющей метеостанцией чуть сложнее. Та же самая Arduino + датчики дождя, влажности, температуры и давления легко укладываются в 1000 рублей, а вот датчик скорости и направления ветра даже у китайцев стоят порядка 7 тысяч рублей, да еще и с интерфейсами RS232 и RS485 которых я не видал со времен работы слесарем КИПиА. Возможно плохо искал, так как диск Грея делается даже из старого компактдиска, а датчик скорости ветра из того же старого CD и пластиковых бутылок с минимальной электроникой 90% которой можно найти в любой старой компьютерной мышке.

Но в общем эта проблема тоже решается через программирование, достаточно найти в интернете сайт с метеоданными и написать простейший парсер, если метеостанция рядом и надежная, то вообще никакие датчики не нужны, это конечно не так круто, но работать будет.

P.S. Давний друг заметил, что датчики скорости и направления ветра на RS232 и RS485 имеют смысл, так как этот вариант передачи данных клал на расстояния и помехи как Путин на Конституцию, это так, хотя лично в моем варианте предполагается не более 1.5 метра кабеля и данные о скорости ветра и направлении не требуют особой точности.